{"id":25724,"date":"2021-04-21T08:58:38","date_gmt":"2021-04-21T06:58:38","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=25724"},"modified":"2021-04-20T13:59:46","modified_gmt":"2021-04-20T11:59:46","slug":"freiburger-forschenden-gelingt-schnelle-kostenguenstige-und-umweltfreundliche-materialfertigung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=25724","title":{"rendered":"Freiburger Forschenden gelingt schnelle, kosteng\u00fcnstige und umweltfreundliche Materialfertigung"},"content":{"rendered":"
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In einer fr\u00fcheren Version dieser Pressemitteilung stand, dass Bastian Rapp f\u00fcr den Deutschen Zukunftspreis 2021 nominiert sei. Das ist nicht der Fall. Wir haben die Pressemitteilung korrigiert und bitten um Entschuldigung.<\/strong><\/p>\n

Von Hightech-Produkten im Bereich Optik, Telekommunikation, Chemie und Medizin bis hin zu allt\u00e4glichen Gegenst\u00e4nden wie Flaschen und Fenstern \u2013 Glas ist allgegenw\u00e4rtig. Die Formgebung von Glas beruht jedoch haupts\u00e4chlich auf Prozessen wie dem Schmelzen, Schleifen oder \u00c4tzen. Diese Prozesse sind jahrzehntealt, technologisch anspruchsvoll, energieintensiv und im Hinblick auf die realisierbaren Formen stark eingeschr\u00e4nkt. Ein Team um Prof. Dr. Bastian E. Rapp<\/b> von der Professur f\u00fcr Prozesstechnologie am Institut f\u00fcr Mikrosystemtechnik der Universit\u00e4t Freiburg hat in Zusammenarbeit mit dem Freiburger Start-up Glassomer ein Verfahren entwickelt, welches es erstmals erm\u00f6glicht, Glas einfach, schnell und in nahezu beliebigen Formen mittels Spritzguss zu formen. Ihre Ergebnisse stellen die Forschenden in der Fachzeitschrift Science <\/i>vor.<\/p>\n

\u201eSeit Jahrzehnten sind Gl\u00e4ser oft zweite Wahl bei der Materialfrage in Herstellungsprozessen, da ihre Formgebung zu kompliziert, energieintensiv und ungeeignet ist, hochaufgel\u00f6ste Strukturen herzustellen\u201c, erkl\u00e4rt Rapp. \u201eKunststoffe hingegen erlauben all dies, jedoch sind ihre physikalischen, optischen, chemischen und thermischen Eigenschaften Gl\u00e4sern unterlegen. wir haben die Kunststoff- und die Glasverarbeitung miteinander verbunden. Mit unserem Verfahren werden wir sowohl Massenprodukte als auch komplexe Kunststoffstrukturen und -bauteile schnell und kosteng\u00fcnstig durch Glas ersetzen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n

Spritzguss ist das wichtigste Verfahren in der Kunststoffindustrie und erm\u00f6glicht die schnelle und kosteng\u00fcnstige Herstellung von Bauteilen im sogenannten Hochdurchsatz in nahezu beliebigen Formen und Gr\u00f6\u00dfen. Transparente Gl\u00e4ser konnten bislang nicht in diesem Verfahren geformt werden. Mit der neu entwickelten Glassomer-Spritzgusstechnologie aus einem selbstentworfenen speziellen Granulat ist es nun m\u00f6glich, Gl\u00e4ser ebenfalls im Hochdurchsatz bei nur 130\u00a0\u00b0C zu formen. Die spritzgegossenen Komponenten werden anschlie\u00dfend in einer W\u00e4rmebehandlung in Glas umgewandelt: Das Resultat ist reines Quarzglas. Dieser Prozess ben\u00f6tigt weniger Energie als das herk\u00f6mmliche Glasschmelzen, wodurch mit ihm Energie eingespart werden kann. Die resultierenden Glasbauteile weisen eine hohe Oberfl\u00e4cheng\u00fcte auf, so dass Nachbehandlungsschritte, wie zum Beispiel das Polieren, nicht erforderlich sind.<\/p>\n

Die neuartigen Designs, welche durch die Glasspritzgusstechnologie von Glassomer erm\u00f6glicht werden, haben ein breites Anwendungsspektrum von Datentechnologie, Optik und Solartechnik bis hin zu einem so genannten Lab-on-a-Chip und Medizintechnik. \u201eWir sehen gro\u00dfes Potenzial insbesondere f\u00fcr kleine Hightech-Glaskomponenten mit komplizierten Geometrien. Neben der Transparenz macht auch der sehr geringe Ausdehnungskoeffizient von Quarzglas diese Technologie interessant. Sensoren und Optiken arbeiten bei jeder Temperatur zuverl\u00e4ssig, wenn die Schl\u00fcsselkomponenten aus Glas bestehen\u201c erkl\u00e4rt Dr.\u00a0Frederik Kotz<\/b>, Gruppenleiter an der Professur f\u00fcr Prozesstechnologie und wissenschaftlicher Leiter von Glassomer. \u201eWir haben zudem zeigen k\u00f6nnen, dass mikrooptische Glasbeschichtungen den Wirkungsgrad von Solarzellen steigern k\u00f6nnen. Mit dieser Technologie k\u00f6nnen jetzt kosteng\u00fcnstige Hightech-Beschichtungen mit hoher thermischer Stabilit\u00e4t hergestellt werden. In der Industrie gibt es daf\u00fcr eine Vielzahl von M\u00f6glichkeiten\u201c.<\/p>\n

Das Team um Frederik Kotz und Markus Mader<\/b>, Doktorand der Professur f\u00fcr Prozesstechnologie, l\u00f6sten bisher bestehende Probleme beim Spritzguss von Glas wie Porosit\u00e4t und Partikelabrieb. Dar\u00fcber hinaus wurden wichtige Prozessschritte des neuen Verfahrens auf Wasser als Basismaterial ausgelegt, wodurch die Technologie umweltfreundlicher und nachhaltiger wird.<\/p>\n

Bastian Rapp ist gesch\u00e4ftsf\u00fchrender Direktor des Freiburger Materialforschungszentrums FMF und Mitglied im Exzellenzcluster Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (liv<\/i>MatS) der Universit\u00e4t Freiburg, das neuartige, bioinspirierte Materialsysteme entwickelt. Rapp ist dar\u00fcber hinaus Mitgr\u00fcnder und Chief Technical Officer (CTO) der Glassomer GmbH, die hochaufl\u00f6sende 3D-Drucktechnologien f\u00fcr Glas entwickelt. F\u00fcr seine Forschung wurde er u.a. mit einem Consolidator Grant des Europ\u00e4ischen Forschungsrats (ERC) ausgezeichnet.<\/p>\n

Originalpublikation<\/b><\/p>\n

Markus Mader, Oliver Schlatter, Barbara Heck, Andreas Warmbold, Alex Dorn, Hans Zappe, Patrick Risch, Dorothea Helmer, Frederik Kotz und Bastian E. Rapp (2021): \u201eHigh-throughput injection molding of transparent fused silica glass\u201c. In: Science. DOI: 10.1126\/science.abf1537<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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